Технологические свойства листов из свариваемого алюминиевого сплава 1565ч для производства цистерн Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

-Ф-

-Ф-

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ

УДК 621.791.14

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛИСТОВ ИЗ СВАРИВАЕМОГО АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА 1565ч ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЦИСТЕРН

А.М. Дриц, канд. техн. наук (ЗАО «Алкоа СМЗ», г. Москва, e-mail: Alexander.Drits@alkoa.com),

В.В. Овчинников, докт. техн. наук (ФГБОУ ВПО «Московский государственный индустриальный университет»), Р.Н. Растопчин (Машиностроительный завод «БЕЦЕМА», г. Красногорск)

Изучены особенности структуры и свойства стыковых соединений листов из алюминиевого сплава 1565чМ, полученных аргонодуговой и плазменной сваркой. Исследовано влияние состава присадочной проволоки на механические свойства и структуру сварных соединений сплава 1565чМ. Определен уровень механических свойств соединений сплава 1565чМ, выполненных сваркой трением с перемешиванием.

Ключевые слова: алюминиевые сплавы, сплавы системы Al-Mg, аргоноду-говая сварка, плазменная сварка, сварка трением с перемешиванием, стыковые соединения, макроструктура, механические свойства, присадочная проволока.

Technological Properties of Weldable 1565ch Aluminium Alloy Sheets Used for Production of Transportation Tanks. A.M. Drits, V.V. Ovchinnikov, P.N. Rastopchin.

Features of a structure and properties of 1565chM aluminium alloy sheet butt joints made by argon-arc and plasma-arc welding techniques have been studied. The effect of filling wire chemical composition on mechanical properties and a structure of 1565chM alloy welded joints has been investigated. A level of mechanical properties of 1565chM alloy welded joints made by a stir friction welding technique has been determined.

Key words: aluminium alloys, Al-Mg alloys, argon-arc welding, plasma-arc welding, stir friction welding, butt joints, macrostructure, mechanical properties, filling wire.

Введение

В последнее время производители специальной автотехники - бензовозов и цементовозов большое внимание уделяют применению алюминиевых сплавов в сварных конструкциях цистерн для снижения их массы.

В России наиболее широкое применение для изготовления сварных цистерн бензовозов и цементовозов получил свариваемый алюминиевый сплав АМг5 в состоянии поставки «М», а в Европе - сплав 5083 в состоянии поставки «О» или «Н111». Для изготовления цистерны используют листы из сплава АМг5М толщиной 6-10 мм. Этот высокотехнологичный сплав хорошо обрабатывается

давлением и сваривается методами дуговой сварки в защитных газах.

Однако остается актуальной задача дальнейшего снижения массы цистерны, что позволит повысить массу перевозимого груза при сохранении на том же уровне величины нагрузки на ось, снизить расход топлива на перевозку груза и выбросы углекислого газа в атмосферу.

Уменьшения массы цистерны можно достичь за счет применения для ее изготовления алюминиевого сплава с более высокими прочностными свойствами, чем свойства сплава АМг5М. Новый сплав должен сохранить высокую технологичность как в процессе изготовления отдельных узлов, так и сварки самой цистерны.

-Ф-

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ

-Ф-

Таблица 1 Химический состав сплавов 1565ч и 1550

Сплав Массовая доля, %, остальное - алюминий

Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Zr Be Другие элементы

1565ч 0,2 0,3 0,050,1 0,41,2 5,16,0 0,050,25 0,451,0 0,1 0,020,20 0,0005 0,02 V; 0,05 Ni; 0,006 B; 0,001 Ca

1550 (АМг5) 0,5 0,5 0,1 0,30,8 4,85,8 - 0,2 0,020,10 - 0,00020,005 -

Сплав системы А1-Мд 1565ч для изготовления цистерн

С учетом этой задачи компанией «Алкоа Россия» совместно с ЦНИИ «Прометей» и НИИстали был создан многофункциональный сплав 1565ч на основе системы А1-Мд. При этом учитывались следующие известные закономерности.

Основные компоненты сплавов этой группы - магний и марганец. Увеличение содержания магния в сплавах повышает временное сопротивление и особенно предел текучести [1]. Наиболее интенсивный подъем наблюдается при увеличении содержания магния с 1 до 6 %, а марганца от 0,2 до 1 %.

При содержании до 4,5 % Мд сплавы сохраняют высокую коррозионную стойкость после любых нагревов. При содержании свыше 5 % Мд может снизиться сопротивляемость материала коррозионному разрушению под напряжением при неблагоприятной термической обработке.

Склонность к коррозионному разрушению проявляется из-за нитевидных выделений по границам зерен р-фазы (А13Мд2). Такое расположение р-фазы приводит к преимущественному (по границам зерен) ее растравливанию в присутствии электролита, так как данная фаза более электроотрицательна, чем основной твердый а-раствор магния в алюминии. Сплошное выделение р-фазы по границам зерен можно предотвратить, применяя термическую обработку, приводящую к равномерной гетерогенизации структуры [2]. Для этого сплав подвергают отжигу, при котором происходит равномерный распад р-фазы по телу всего зерна.

Введение в сплавы системы Al-Mg до 1 % Zn способствует упрочнению алюминиевого твердого раствора, так как при этом цинк находится в твердом растворе и не образует фаз. Дальнейшее увеличение содержания цинка приводит к тому, что сплав переходит из класса нетермоупрочняемых в термоупрочняе-мые из-за образования упрочняющих фаз, поэтому содержание цинка в сплаве 1565ч ограничили пределами от 0,45 до 1 %. Рекомендованное содержание магния в сплаве 1565ч составляет 5,4-6,0 %.

Для измельчения структуры сплава в его состав вводятся также модификаторы (цирконий, титан и др.).

Химический состав сплава 1565ч и АМг5 приведен в табл. 1, а в табл. 2 - механические свойства листов из сплавов 1565ч, АМг5 и 5083. Из данных табл. 2 следует, что минимально гарантированные прочностные свойства листов из сплава 1565чМ на 25 % выше, чем у сплава АМг5М и 50830 (Н111).

Таблица 2

Механические свойства (не менее)

листов при растяжении

Сплав, Состояние поставки Толщи- S,

стандарт на, мм МПа МПа %

5083(ENAW) О/Н111 3,0-6,3 275 125 15

6,3-12,5 270 115 16

АМг5 (ГОСТ М 0,6-4,5 275 145 15

21631-76) 4,5-10,5 275 130 15

1565ч (по ТУ) М 3,0-6,0 335 165 15

6,0-10,5 335 175 15

-Ф-

-Ф-

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ

Учитывая технологические аспекты изготовления сварных цистерн бензовозов и цементовозов, в задачу данной работы входили оценка свойств сварных соединений листов из сплава 1565чМ в сравнении со сплавом АМг5М, выбор оптимального состава присадочной проволоки и исследование влияния способа сварки на показатели механических свойств полученных соединений.

Материалы и методика проведения исследований

Для исследований использовали листы из сплава 1565чМ толщиной 5 и 7 мм.

При подготовке образцов под сварку применяли химическое травление в растворе щелочи (ЫаОН) с последующим осветлением в растворе азотной кислоты. Сварные образцы для испытаний механических свойств выполняли с У-образной разделкой кромок в соответствии с ГОСТ 14806-80 «Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов в инертных газах. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры». Разделку кромок выполняли с притуплением 1,2-1,5 мм и углом раскрытия 35°. Непосредственно перед сваркой стыкуемые кромки образцов подвергали шабрению.

Для исследования влияния химического состава присадочной проволоки на механические свойства сварных соединений листов из сплава 1565чМ были использованы проволоки свАМг5, свАМг61, свАМг63 и МЬ 5183 (табл. 3).

Аргонодуговую сварку образцов толщиной 5 мм осуществляли в два прохода: первый

выполняли без присадочной проволоки на токе 85-95 А; второй - с присадочной проволокой диаметром 2,5 мм на токе 150-160 А с полным заполнением разделки кромок присадочным металлом и формированием выпуклости шва с лицевой стороны. Скорость сварки первого и второго проходов составляла 15 м/ч.

Для сварки протяженных швов листов из алюминиевых сплавов толщиной более 5 мм в настоящее время применяют плазменную сварку на обратной полярности вольфрамовым электродом с подачей присадочной проволоки. Однако применение такой сварки протяженных швов полотнищ связано с частым образованием дефектов в швах в виде включений вольфрама из-за потери стойкости материала электрода в результате длительного нагрева при сварке на обратной полярности и эрозии под воздействием паров в зоне горения плазменной дуги.

Для решения этой задачи снизили тепловую нагрузку на вольфрамовый электрод путем перенесения основной сварочной дуги на плазмообразующее сопло, которое в процессе сварки охлаждается водой. Был разработан способ плазменной сварки протяженных швов алюминиевых сплавов с полым анодом, сущность которого изложена в описании к патенту на изобретение [3].

Сварку образцов сплава 1565М толщиной 5 и 7 мм осуществляли в режиме сквозного проплавления с формированием шва на подкладке из нержавеющей стали. Режимы сварки листов толщиной 5 и 7 мм представлены в табл. 4.

Таблица 3

Химический состав присадочных проволок для аргонодуговой и плазменной сварки листов из сплава 1565чМ

Марка присадочной Содержание легирующих элементов, % мас.

проволоки Mn Zr V Be Fe Si Zn Mg

свАМгб 0,03 0,62 0,12 - - 0,003 0,22 0,20 - 5,1

свАМг61 - 0,98 - 0,08 - 0,0001 0,22 0,27 - 5,92

свАМг63 - 0,72 - 0,22 - 0,003 0,10 0,08 - 6,41

М1_ 5183 0,05 0,76 (0,60-1,0) 0,15 0,40 0,25 0,25 4,79

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ

Таблица 4

Режимы плазменной сварки проникающей дугой стыковых соединений листов из сплава 1565чМ

Толщина листа, мм Ток дежурной дуги,А Ток сварочной дуги, А Диаметр сопла, мм Расход аргона, л/мин Диаметр проволоки, мм Скорость сварки, м/ч Скорость подачи проволоки, м/мин

5 165-170 70-75 3 2-2,5 1,8-2 18 0,8

7 195-200 75-80 3,5 2,5-3 2 12,5 0,4-0,5

Сварку трением с перемешиванием (СТП) осуществляли на фрезерном станке с ЧПУ марки Agile C5 1000, оснащенном инструментом из инструментальной стали Р18 с за-плечиком диаметром 16 мм и рабочим стержнем в виде усеченного конуса диаметром у основания 5 мм и у вершины 3 мм при высоте 5 мм. На рабочем стержне была выполнена винтовая резьба с шагом 0,5 мм и глубиной профиля 0,4 мм. Для формирования шва использовали подкладку из нержавеющей стали с канавкой глубиной 0,3 мм и шириной 3,5-4,0 мм. Режим сварки: усилие прижатия инструмента к поверхности деталей 24000-27000 Н; частота вращения инструмента 300-600 об/мин; скорость сварки 300-500 мм/мин.

Для определения предела прочности при растяжении, угла изгиба и ударной вязкости (по шву и зоне сплавления) изготавливали образцы c U-образным надрезом в соответствии с ГОСТ 6996-66. Склонность исследуемых образцов к образованию горячих трещин оценивали по крестовой пробе и пробе «рыбий скелет» [4]. Сварку пробы «рыбий скелет» осуществляли автоматической арго-нодуговой сваркой без присадочной проволоки на листах из сплава 1565чМ толщиной 3 мм, а крестовой пробы - ручной аргоноду-говой сваркой.

Результаты исследований и их обсуждение

Оценка свариваемости и выбор присадочной проволоки. Результаты испытаний сплава 1565чМ на склонность к образованию трещин при сварке приведены на рис. 1. Коэффициент трещинообразования листов из

сплава 1565чМ находится на уровне значений, характерных для промышленных сплавов системы А1-Мд (АМг5М и АМгбМ). Применение присадочной проволоки св. АМг61 полностью исключает образование трещин.

Анализ свойств сварных соединений листов из сплава 1565чМ, выполненных с различными присадочными проволоками (табл. 5) показывает, что прочностные свойства сварных соединений сплава 1565чМ имеют наиболее высокие значения при использовании присадочной проволоки марки свАМг61 и свАМг63.

Рис. 1. Крестовая проба (а), проба «рыбий скелет» (б) и коэффициент трещинообразования сплава 1565чМ при сварке проб без присадки (□) и с присадочной проволокой (■)

-t

"Ф

-Ф-

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ

Таблица 5 Влияние присадочной проволоки на свойства сварных соединений листов из сплава 1565чМ

Марка проволоки ав, МПа а02, МПа 8, % Угол изгиба а, град КСи, Дж/см2

сварного соединения металла шва по металлу шва по зоне сплавления

АМг5 АМг61 АМг63 М1_ 5183 Приме гиба опреде 340 352 355 318 ч а н и е. При лялся по ГО( 295 316 322 258 ведены сред 6696-66 н 125 158 171 115 ние данные п а оправке ди 17.8 17,3 16,5 16.9 о результата аметром,раЕ 180 180 180 180 м испытаний ным трем тол 16,7 19,2 19,2 13,7 пяти образц щинам лист 18,1 20,5 19,7 16,2 эв. Угол за-а.

Учитывая, что присадочная проволока свАМг61 более дешевая в изготовлении, то в дальнейших исследованиях для сварки сплава 1565чМ применяли именно ее.

Рис. 2. Макроструктура соединений листов из сплава 1565чМ, выполненных аргонодуговой

(а, х5), плазменной (б, х6) сваркой и сваркой трением с перемешиванием (в, х8)

Влияние вида сварки на структуру и свойства сварных соединений. Макроструктура сварных соединений сплава 1565чМ, выполненных исследуемыми методами сварки, показана на рис. 2. При плазменной сварке с лицевой стороны наблюдается характерная чешуйчатость на поверхности шва. Со стороны проплава происходит формирование усиления с плавными переходами к основному металлу и высотой, определяемой глубиной формирующей канавки (см. рис. 2, б).

Исследования макроструктуры полученных соединений показали, что при плазменной сварке листов толщиной 7 мм шов в поперечном сечении имеет более выраженную клиновую форму, что связано с большим давлением плазменной струи при росте тока основной дуги.

Микроструктура сварных соединений при аргонодуговой и плазменной сварке сплава 1565чМ представлена на рис. 3. Микроструктура металла шва в обоих случаях (см. рис. 3, а) состоит из а-твердого раствора, на фоне которого закристаллизовалась дендритная сетка. Микроструктура переходной зоны характеризуется оплавлением эвтектики вдоль деформированного волокна металла (см. рис. 3, б). Микроструктура в зоне термического влияния в основном частично рекристаллизован-ная с включениями интерметаллидов по границам и в теле зерен (см. рис. 3, в).

При СТП наблюдается формирование несколько асимметричной структуры шва, которая связана с однонаправленным перемещением пластифицированного металла в про-

-Ф-

-Ф-

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ

Рис. 3. Микроструктура металла шва (а), зоны сплавления (б) и переходной зоны (в, зона сплавления и зона термического влияния) сварного соединения при аргонодуговой и плазменной сварке (х150)

цессе вращения инструмента (см. рис. 2, в). Со стороны воздействия инструмента наблюдается занижение поверхности шва относительно уровня поверхности основного металла на 0,15-0,22 мм. С корневой стороны соединения формируется равномерный валик, размеры которого определяются шириной и глубиной формирующей канавки.

Исследования микроструктуры соединения СТП (рис. 4) выявили наличие типичных четырех структурных зон: ядро шва (перенесенный инструментом термопластически деформированный материал); зона термомеханического влияния; зона термического влияния и основной металл.

Структура металла шва мелкодисперсная, близка к равноосной. В ядре шва наблюдаются равноосные зерна размером 4-6 мкм. При этом в зоне ядра происходит чередование зон со светлой и темной травимостью (см. рис. 4, б). При такой структуре предполагается реализация в сварном шве прочностных свойств не ниже свойств основного металла в исходном состоянии.

В зоне термопластической деформации проявляется направленная деформация зерен исходного металла (см. рис. 4, в). В сплаве 1565чМ существенных изменений в зоне термического влияния не наблюдается по сравнению с основным металлом (см. рис. 4, г). В основном металле наблюдаются зерна вытянутой формы с продольным размером 40-60 мкм и толщиной около 15-25 мкм.

Для определения протяженности зоны термического влияния были проведены измерения микротвердости по середине толщины образца на приборе ПМТ-3.

На образцах сплава 1565чМ, выполненных автоматической аргонодуговой и плазменной сваркой (поперечное сечение), значения микротвердости в сварном шве (рис. 5) варьируются в пределах 700-880 Н/мм2, основного металла составляют в среднем 950-1050 Н/мм2. В околошовной зоне наблюдается снижение твердости до 850-880 Н/мм2.

1

2

4

Рис. 4. Микроструктура различных зон сварного соединения листов из сплава 1565чМ, полученного СТП:

а - схема расположения структурных зон в макроструктуре соединения; 1 - ядро шва; б - зона термомеханического влияния (2); в - зона термического влияния (3); г - основной металл (4)

а

г

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ

3 4 5 6 7 8 9 Расстояние от оси шва, мм

Рис. 5.. Распределение микротвердости в сварных соединениях листов из сплава 1565чМ толщиной 5 мм при аргонодуговой сварке (1), плазменной сварке (2) и сварке трением с перемешиванием (3)

Микротвердость околошовной зоны и металла шва, полученного СТП, замеряли с лицевой и обратной стороны шва. Максимумы микротвердости наблюдаются в шве как с лицевой стороны, так и с обратной, с постепенным снижением к околошовной зоне и повышением к основному металлу.

Максимальное снижение микротвердости в околошовной зоне по сравнению с основным металлом составляет 15-18 %. Такой характер изменения твердости сварного соединения объясняется тепловыделением в процессе СТП и местным отжигом металла.

По результатам измерений микротвердости сварных соединений листов из сплава 1565чМ можно заключить, что при плазменной сварке листов толщиной 5 мм протяженность зоны термического влияния составляет 6-7 мм от границы шва; для автоматической аргонодуговой сварки - 8-10 мм, а при СТП -2-3 мм (см. рис. 5).

Результаты механических испытаний сварных соединений сплава 1565чМ, выполненных плазменной сваркой (табл. 6), свидетельствуют о том, что при сварке листов из сплава 1565чМ плазменной струей обеспечивается коэффициент прочности сварных соединений на уровне 0,96-0,98. Разрушение всех образцов (с усилением и проплавом) при испытаниях на прочность произошло по зоне сплавления.

В табл. 7 представлены результаты сравнительных испытаний механических свойств сварных соединений листов из сплава 1565чМ, выполненных аргонодуговой сваркой, плазменной сваркой и СТП. Испытания проведены

на трех типах образцов: стандартные образцы для испытаний на статическое растяжение со сварным швом и швом, зачищенным с обеих сторон заподлицо с основным металлом, а также образец с уменьшенным сечением в зоне шва.

При определении свойств сварного соединения разрушение после всех видов сварки происходит по основному металлу (рис. 6, а). Образцы со снятым усилением и проплавом (прочность шва) после аргонодуговой и плаз-

Рис. 6.. Разрушение образцов соединений сплава 1565чМ, полученных СТП:

а - сварное соединение не зачищено; б - сварное соединение зачищено заподлицо с основным металлом; в - образец с уменьшенным рабочим сечением в зоне шва и характер его разрушения (г)

"Ф

-Ф-

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ

Таблица 6 Механические свойства листов из сплава 1565чМ и их сварных соединений, выполненных плазменной сваркой

Состояние образца Прочность сварного соединения ав, МПа Прочность металлашва Ствш, МПа Предел текучести а02, МПа Относительное удлинение 8, % Угол изгиба а, град Ударная вязкость КСи, Дж/см2

по шву по зоне сплавления

Сварное соединение листов толщиной 5 мм 355 325 164 16,2 180 20,6 20,8

Сварное соединение листов толщиной 7 мм Примечание гиба определялся п 345 Приведены о ГОСТ 6696- 321 средние данн -6б на оправк 175 ые по резуJ е диаметре 13,7 тьтатам испы м, равным тр 165 таний пяти ем толщин 20,1 образц ам лист 20,4 ов. Угол за-а.

-Ф

Таблица 7 Механические свойства сварных соединений листов из сплава 1565чМ

Способ сварки Прочность соединения ав, МПа Прочность металла шва МПа Предел текучести ст0,2, МПа Отно-ситель- ное удлинение 8, % Ударная вязкость металла шва КСи, Дж/см2 Угол изгиба а, град Характеристика разрушения образца

ААрДС 352 316 158 17,3 19,2 180 Разрушение по основному металлу при испытании соединений с усилением и проплавом. При испытании образцов со швом, зачищенным заподлицо с основным металлом, разрушение по металлу шва

ПС 355 325 164 16,2 20,6 180 То же

СТП При с перем 355 мечан ешивани 370 и е. ААрД ем. 165 - аргон 15,4 одуговая 45,5 сварка; ПС 180 - плаз Разрушение по основному металлу при испытании соединений с незачи-щенным швом. При испытании образцов со швом, зачищенным заподлицо с основным металлом, разрушение по основному металлу. Разрушение по металлу шва при испытании образцов с уменьшенным рабочим сечением в зоне сварного шва енная сварка; СТП - сварка трением

"Ф

-Ф-

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ

Таблица 8

Содержание легирующих элементов (% мас.) в шве сплава 1565чМ при различных способах сварки (по оси шва)

Способ сварки Присадка Мд Мп Zn Ре Б! Ширина зоны термического влияния, мм

ААрДС Нет 5,12 0,32 0,45 0,20 0,10 6,2-6,9

свАМг61 5,35 0,66 0,65 0,21 0,12 7,3-9,1

ПС Нет 5,30 0,54 0,61 0,20 0,11 3,7-4,3

свАМг61 5,77 0,78 0,70 0,20 0,10 4,5-5,8

СТП Нет 5,85 0,83 0,75 0,21 0,11 1,9-2,7

1565чМ Основной металл 5,88 0,83 0,76 0,21 0,10 -

меннои сварки разрушаются по шву, а при СТП - всегда по основному металлу.

Разрушение по металлу шва при СТП (рис. 6, в, г) инициируется только в случае испытании образцов с уменьшенным сечением по сравнению с сечением образца в зоне основного металла.

Таким образом, анализ данных, представленных в табл. 7, показывает, что прочность металла шва, выполненного СТП, выше прочности основного металла и выше, чем при других видах сварки, при этом ударная вязкость металла шва после сварки СТП также выше, чем у основного металла.

В рамках данноИ работы были проведены исследования содержания легирующих элементов в сварных швах, выполненных применяемыми методами сварки. При аргонодуговоИ и плазменноИ сварке исследовали образцы, полученные с присадочной проволокоИ и без нее. Результаты измерений спектральным методом приведены в табл. 8. Анализ этих данных показывает, что состав металла шва при СТП практически идентичен химическому составу сплава 1565чМ. В случае применения способов сварки плавлением имеет место изменение концентрации в шве таких элементов, как магний, марганец и цинк.

Таким образом, при СТП листов из сплава 1565чМ достигается не только наименьшая протяженность зоны термического влияния, но и отсутствие изменения химического состава

-Ф-

Рис. 7. Этапы технологического процесса изготовления сварной цистерны из алюминиевого сплава 1565чМ (а—г) и готовые цистерны цементовоза (д) и бензовоза (е)

"Ф

-Ф-

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ

шва по сравнению с основным металлом (за счет невысоких температур нагрева металла), а также существенное измельчение зерна. Измельчение зерна в металле шва, по-видимому, можно объяснить на основе модели прессования нагретого металла с интенсивной деформацией, при которой действуют высокие сдвиговые напряжения, приводящие к процессам динамической рекристаллизации. В случае СТП подобные условия деформации формируются между нагретым инструментом и недостаточно разогретой областью свариваемого металла в направлении движения инструмента.

Из сплава 1565чМ с применением операций плазменной сварки, полуавтоматической сварки плавящимся электродом в защитных газах, гибки сварного полотнища для формирования обечайки, гибки и формовки днищ цистерны, изготовления опорного узла, общей сборки цистерны, контроля качества сварных соединений были изготовлены цистерны бензовоза и цементовоза (рис. 7). Применение сплава 1565чМ вместо сплава АМг5 позволяет снизить массу сварных цистерн на 450 и 350 кг соответственно.

Выводы

1. Листы из сплава 1565чМ характеризуются хорошей свариваемостью на уровне сплавов АМг5 и АМг6. Прочность основного металла и

сварного соединения сплава 1565чМ выше прочности как основного металла, так и сварного соединения сплава АМг5М, на 20-25 % при таких же значениях пластичности и ударной вязкости.

2. При плазменной сварке листов из сплава 1565чМ обеспечиваются коэффициент прочности сварных соединений на уровне 0,96-0,98 и меньшая протяженность зоны термического влияния, чем при аргонодуговой сварке, где прочность сварного соединения составляет 0,92-0,94.

3. Серьезный резерв повышения прочности и ударной вязкости сварных соединений листов из сплава 1565чМ заключается в применении сварки трением с перемешиванием, при использовании которой разрушение образцов при испытании на прочность идет по основному металлу. В металле шва значительно уменьшается размер зерен по сравнению с основным металлом, сохраняется неизменным химический состав сплава и значительно снижается протяженность зоны термического влияния, а прочность сварного шва и ударная вязкость превышают прочность основного металла.

4. Сплав 1565чМ может быть рекомендован для использования в сварных конструкциях для транспортного машиностроения взамен сплава АМг5М.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Фридляндер И.Н. Алюминиевые деформируемые конструкционные сплавы. - М.: Металлургия, 1979. - 208 с.

2. Металловедение алюминия и его сплавов: Справ. / Отв. ред. Фридляндер И.Н. - М.: Металлургия, 1983. - 280 с.

3. Пат. 2336981 РФ. Способ плазменной сварки алюминиевых сплавов / Овчинников В.В., Алексеев В.В. / Опубл. 12.05.2008 // Бюл. №24.

4. Сварка в машиностроении: Справ. в 4-х т. - М.: Машиностроение, 1978. Т. 2. - 462 с.